[发明专利]一种人工喉返神经假体

说明书

技术领域

本发明属神经科学和生物医学工程技术领域，涉及一种人工喉返神经假体，该人工喉返神经假体能替代喉返神经功能。

背景技术

现有技术公开了声带麻痹是喉返神经断离或受损引起声带运动功能障碍。喉返神经支配环杓后肌，其兴奋态可使环杓后肌收缩，拉声带向外，开大声门。喉返神经失功能后声带固定于旁正中位，引起声音嘶哑，发声障碍。喉返神经的病变可由感染性疾病、外伤、颈胸部和甲状腺良恶性肿瘤或许多手术造成，多数是

不可避免并终身不愈，因此发病率高。由于神经细胞的不可再生和不可增殖性，喉返神经受损在临床上尚缺乏有效的治疗手段，目前临床上应用于喉返神经断离患者的治疗方案主要是采用喉返神经吻合术（将喉返神经的两断端缝合连接）和神经移植术（取一段其他部位的神经连接断离的喉返神经）。但是，实践证实这两种治疗方法尚存在着一些待解决的问题，主要是神经轴突生长是从中枢端向周围生长，移植的神经仅起桥梁作用，如果断离位置很高，生长的喉返神经则需很长时间才能到达支配的肌肉。在该段时间内，常常发生支配肌肉萎缩、神经－肌接头（运动终板）消失等情况，造成疗效不佳。所以目前临床上神经吻合术和移植术对喉返神经离断疗效有限，特别对于高位的迷走神经离断。而对喉返神经缺失者，临床上尚无任何治疗方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种人工喉返神经假体，该人工喉返神经假体利用植入电极和芯片能直接替代喉返神经的功能，根据健侧的正常环杓后肌肌电信号判断肌肉运动的状态，然后输出电脉冲不通过神经直接刺激患侧肌产生相应的对称运动，维持双侧环杓后肌收缩对称性和一致性，还可以刺激肌肉防止萎缩，促进离断的神经生长，用于治疗声带麻痹。

具体而言，本发明的人工喉返神经假体，其特征在于，其包括信号采集模块、控制和处理模块、供能模块、脉冲刺激模块、反馈模块、无线发射与接受模块。所述的信号采集模块在喉部健侧采集环杓后肌肌电信号，将信号传到控制和处理模块完成信号的分析和处理，并实现刺激脉冲的转化处理，由供能模块供能，刺激脉冲传给多路的脉冲刺激模块，通过微刺激电极实现对患侧肌肉的电刺激，引发环杓后肌收缩；反馈模块在喉部患侧采集肌电信号，反馈到控制和处理模块，实现对刺激脉冲的调控；无线发射与接受模块将体内的信息发射到体外，并将体外输入的控制信号进行接收实现对喉返神经功能的人工假体的校准和调控。

本发明中，所述的信号采集模块，是由多路的具有柔性的微电极构成，采集喉部健侧的喉返神经或环杓后肌信号；其采集电压范围为0.5-50mv，采集方式采用连续实时采集。

本发明中，控制和处理模块由供能模块供能。所述的控制和处理模块，将肌电信号的采集模块传来的信号进行分析和处理，判断健侧的环杓后肌运动，产生患侧肌肉的电刺激脉冲，并传给多路的脉冲刺激模块；

所述的控制和处理模块可将反馈模块采集的肌电信号进行分析和处理，分析患侧肌肉运动情况；

所述的控制和处理模块可与体内的无线发射与接受模块进行双向通讯；

所述的控制和处理模块可以由通用可编程芯片实现，也可以设计专用集成电路来实现。

本发明中，所述的供能模块，为恢复喉返神经功能的人工假体实现供能，是指由电池、电容器、射频无线供能、超声供能、振动供能、温差供能、红外功能或直接利用生物体内的能量供能。

本发明中，所述的脉冲刺激模块，是由多路的具有柔性的微电极构成，实现刺激脉冲对喉部患侧肌肉的控制；所述的刺激脉冲采用方波，波幅1 mV -50 mV，刺激电流0.5-100mA，刺激间隔0.1-1000ms或随机出现。

本发明中，所述的反馈模块，是由多路的具有柔性的微电极构成，采集喉部患侧环杓后肌信号，并将信号反馈到控制和处理模块，调整脉冲刺激信号。

本发明中，所述的无线发射与接受模块，与控制和处理模块相连接，将体内的信号经无线方式传到体外，在体外进行分析，对控制和处理模块输出的脉冲刺激信号参数进行调整，并将体外的控制信号接收到体内，实现体外对植入的人工假体进行检测和调整控制。该无线发射与接受模块可采用蓝牙技术、红外、射频及超声技术实现信号的发送和接收。